(57)【要約】【課題】駆動部材をモータのトルクよりも大きなトルクを介して駆動させることができるとともに、モータの回転軸線と直交する方向の寸法を小さくすることができる。【解決手段】モータ１と外周にカム溝４ａが形成された回転カム部材４との間に設けられ、モータ１の回転力を回転カム部材４に伝達する減速歯車機構３とを備え、ダイヤフラム６を変形させる駆動部材５が、回転カム部材４のカム溝４ａに係合し、回転カム部材４の回転に伴ってモータ１の回転軸線１ａ方向に往復移動するものから成り、減速歯車機構３の入力軸３ａと出力軸３ｂを、モータ１の回転軸線１ａ上に配設し、かつ、回転カム部材４の回転軸心４ｂと、駆動部材５の軸心５ａ２と、ダイヤフラム６の中心６ａとを、モータ１の回転軸線１ａ上に配設した構成にしてある。【選択図】図２
2007291910.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータと、このモータの回転力によって駆動する駆動部材と、この駆動部材の駆動によって変形し、流体を吸排するダイヤフラムとを備えるとともに、
外周面にカム溝が形成された回転カム部材と、
上記モータと上記回転カム部材との間に設けられ、上記モータの回転力を上記回転カム部材に伝達する減速歯車機構とを備え、
上記駆動部材が、上記回転カム部材の上記カム溝に係合し、上記回転カム部材の回転に伴って上記モータの回転軸線方向に往復移動するものから成り、
上記減速歯車機構の入力軸と出力軸を、上記モータの上記回転軸線上に配設し、かつ、上記回転カム部材の回転軸心と、上記駆動部材の軸心と、上記ダイヤフラムの中心とを、上記モータの上記回転軸線上に配設したことを特徴とするポンプ。
【請求項２】
上記請求項１記載の発明において、
上記減速歯車機構は、
太陽歯車と、この太陽歯車と噛合して自転し、及び上記太陽歯車の周りに公転する遊星歯車とを含み、
上記入力軸を上記モータに直結するとともに上記太陽歯車に設け、上記出力軸を上記遊星歯車の公転中心に対応する位置に設けるとともに上記回転カム部材に連結したことを特徴とするポンプ。
【請求項３】
上記請求項１記載の発明において、
上記減速歯車機構は、
太陽歯車と、この太陽歯車と噛合して自転し、及び上記太陽歯車の周りに公転する遊星歯車と、この遊星歯車とそれぞれ噛合し、固定保持される第１内歯車、及び上記出力軸が設けられ回転可能な第２内歯車とを含み、
上記第１内歯車と上記第２内歯車との歯数を異ならせて設定し、
上記入力軸を上記モータに直結するとともに上記太陽歯車に設け、上記出力軸を上記遊星歯車の公転中心に対応する位置に設けるとともに上記回転カム部材に連結したことを特徴とするポンプ。
【請求項４】
上記請求項１〜３のいずれか１項記載の発明において、
上記駆動部材の一方の端部を、上記ダイヤフラムの押圧が可能な弧面状に形成したことを特徴とするポンプ。
【請求項５】
上記請求項１〜４のいずれか１項記載の発明において、
上記減速歯車機構と、上記回転カム部材と、上記駆動部材と、上記ダイヤフラムとが収納されるケースを備え、
このケースの内壁面に上記ダイヤフラムを支持する支持部を形成するとともに、
上記ケースに、上記吸排される上記流体の流れを制御する弁体と、この弁体が取り付けられ円筒形状の弁体取付部材を収納し、
上記ケース内に上記弁体取付部材を圧入することにより、上記ダイヤフラムが上記支持部に押さえ付けられることを特徴とするポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気及び液体等の流体の吸排に活用されるダイヤフラムを備えたポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の従来技術として、特許文献１に示されるものがある。この特許文献１には、モータの出力軸の側部に駆動軸、すなわち駆動部材を取り付け、この駆動部材によってダイヤフラムを変形させる作動ロッドを駆動する構成が開示されている。この従来技術では、モータの回転による駆動部材の偏心回転によって、作動ロッドをモータの回転軸線方向と直交する方向に移動させ、この作動ロッドを介してダイヤフラムを変形させ、このダイヤフラムの変形で空気の収容部の容積を変化させて空気を吸排するようになっている。
【特許文献１】特開平７−２９３４５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、上述した従来技術は、モータで駆動部材を直接に回転させる構成となっていることから、トルクが小さく、このためにダイヤフラムを変形させる力が弱くなって、空気及び液体の吸排能力の向上を見込み難い問題がある。
【０００４】
また、モータの出力軸の側部に取り付けられた駆動部材が、モータの回転に伴って偏心回転し、これによって作動ロッドがモータの回転軸線方向と直交する方向に移動する構成となっていることから、モータの回転軸線方向と直交する方向の寸法が大きくなり、全体形状の小型化が難しくなる問題もある。
【０００５】
本発明は、上述した従来技術における実状からなされたもので、その目的は、駆動部材をモータのトルクよりも大きなトルクを介して駆動させることができるとともに、モータの回転軸線と直交する方向の寸法を小さくすることができるポンプを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この目的を達成するために、本発明は、モータと、このモータの回転力によって駆動する駆動部材と、この駆動部材の駆動によって変形し、流体を吸排するダイヤフラムとを備えるとともに、外周面にカム溝が形成された回転カム部材と、上記モータと上記回転カム部材との間に設けられ、上記モータの回転力を上記回転カム部材に伝達する減速歯車機構とを備え、上記駆動部材が、上記回転カム部材の上記カム溝に係合し、上記回転カム部材の回転に伴って上記モータの回転軸線方向に往復移動するものから成り、上記減速歯車機構の入力軸と出力軸を、上記モータの上記回転軸線上に配設し、かつ、上記回転カム部材の回転軸心と、上記駆動部材の軸心と、上記ダイヤフラムの中心とを、上記モータの上記回転軸線上に配設したことを特徴としている。
【０００７】
このように構成した本発明は、減速歯車機構を介してモータの回転力を回転カム部材に伝達するようにしたことから、モータのトルクよりも大きなトルクで回転カム部材を回転させ、この回転カム部材に与えられる大きなトルクに相応する強い力で駆動部材をモータの回転軸線方向に往復移動させることができる。これにより、駆動部材の往復移動を介してダイヤフラムを流体の吸排に適した所定の形状に確実に変形させることができる。
【０００８】
また、ダイヤフラムを変形させる駆動部材は、減速歯車機構の入力軸と出力軸、回転カム部材、ダイヤフラムとともにモータの回転軸線上に位置し、しかもモータの回転軸線方向に移動するだけであってモータの回転軸線と直交する方向に変位することがないので、このモータの回転軸線と直交する方向の寸法を小さくすることができる。
【０００９】
また、本発明は、上記発明において、上記減速歯車機構は、太陽歯車と、この太陽歯車と噛合して自転し、及び上記太陽歯車の周りに公転する遊星歯車とを含み、上記入力軸を上記モータに直結するとともに上記太陽歯車に設け、上記出力軸を上記遊星歯車の公転中心に対応する位置に設けるとともに上記回転カム部材に連結したことを特徴としている。
【００１０】
このように構成した本発明は、減速歯車機構が、太陽歯車と遊星歯車、及び入力軸、出力軸を有する程度のものであるので、この減速歯車機構を小型にすることができる。
【００１１】
また、本発明は、上記発明において、上記減速歯車機構は、太陽歯車と、この太陽歯車と噛合して自転し、及び上記太陽歯車の周りに公転する遊星歯車と、この遊星歯車とそれぞれ噛合し、固定保持される第１内歯車、及び上記出力軸が設けられ回転可能な第２内歯車とを含み、上記第１内歯車と上記第２内歯車との歯数を異ならせて設定し、上記入力軸を上記モータに直結するとともに上記太陽歯車に設け、上記出力軸を上記遊星歯車の公転中心に対応する位置に設けるとともに上記回転カム部材に連結したことを特徴としている。
【００１２】
このように構成した本発明は、減速歯車機構が、太陽歯車、遊星歯車、入力軸、出力軸の他に、互いに異なる歯数を有し、遊星歯車と噛合する第１内歯車、第２内歯車を含むことから、減速比を大きくすることができ、より大きなトルクで回転カム部材を回転させ、ダイヤフラムを流体の吸排に適した所定の形状に、より確実に変形させることができる。
【００１３】
また、本発明は、上記発明において、上記駆動部材の一方の端部を、上記ダイヤフラムの押圧が可能な弧面状に形成したことを特徴としている。
【００１４】
このように構成した本発明は、駆動部材の弧面状の端部によってダイヤフラムを確実に変形させ、このダイヤフラムを流体の吸排に適した所定の形状にすることができる。
【００１５】
また、本発明は、上記発明において、上記減速歯車機構と、上記回転カム部材と、上記駆動部材と、上記ダイヤフラムとが収納されるケースを備え、このケースの内壁面に上記ダイヤフラムを支持する支持部を形成するとともに、上記ケースに、上記吸排される上記流体の流れを制御する弁体と、この弁体が取り付けられ円筒形状の弁体取付部材を収納し、上記ケース内に上記弁体取付部材を圧入することにより、上記ダイヤフラムが上記支持部に押さえ付けられることを特徴としている。
【００１６】
このように構成した本発明は、流体の流れを制御する弁体が取り付けられる弁体取付部材を、ダイヤフラムの取り付け支持のために有効に活用させることができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明は、モータの回転力を回転カム部材に伝達する減速歯車機構を備えたことから、駆動部材をモータのトルクよりも大きなトルクを介して駆動させることができ、これによりダイヤフラムを流体の吸排に適した所定の形状に確実に変形させることができる。すなわち、流体の吸排能力を従来よりも向上させることができ、信頼性の高いポンプを実現できる。
【００１８】
また、モータの回転に応じて回転する回転カム部材のカム溝に係合する駆動部材が、モータの回転軸線方向に往復移動するものから成るとともに、減速歯車機構の入力軸と出力軸を、モータの回転軸線上に配設し、かつ、回転カム部材の回転軸心と、駆動部材の軸心と、ダイヤフラムの中心とを、モータの回転軸線上に配設したことから、モータの回転軸線と直交する方向の寸法を小さくすることができ、全体形状の小型化を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下，本発明に係るポンプを実施するための最良の形態を図に基づいて説明する。
【００２０】
図１は本発明に係るポンプの一実施形態を示す斜視図、図２は図１のＡ−Ａ断面拡大図、図３は図２のＢ−Ｂ断面図、図４は図２のＣ−Ｃ断面図、図５は本実施形態に備えられる回転カム部材に備えられるカム溝の展開図である。
【００２１】
図１に示すように、本実施形態は、モータ１と、このモータ１に連設されるケース２とを備えている。ケース２は、流体例えば空気が吸い込まれる吸込口２ａと、吸い込まれた空気が排出される排出口２ｂとを備えている。また、外周面には長孔２ｃが形成されている。
【００２２】
図２〜４に示すように、ケース２内には、モータ１に連設される減速歯車機構３と、この減速歯車機構３に連設され、外周面にカム溝４ａが形成された回転カム部材４と、この回転カム部材４のカム溝４ａに係合し、回転カム部材４の回転に伴ってモータ１の回転軸線１ａ方向に往復移動する駆動部材５とを配置してある。
【００２３】
さらに、ケース２内には、駆動部材５の駆動によって変形し、空気を吸排するダイヤフラム６と、空気の流れを制御する吸込弁体７と排出弁体８とが取り付けられる弁体取付部材９とを配置してあり、ダイヤフラム６と弁体取付部材９との間に、空気が導かれるポンプ室１０を形成してある。
【００２４】
上述した減速歯車機構３は、例えば、モータ１に直結される入力軸３ａと、この入力軸３ａが圧入される太陽歯車３ｃと、この太陽歯車３ｃに噛合して自転し、及び太陽歯車３ｃの周りに公転する３つの遊星歯車３ｄとを含んでいる。さらに、これらの遊星歯車３ｄとそれぞれ噛合し、ケース２の内壁面に固定保持される第１内歯車３ｆと、回転可能に設けられるとともに、出力軸３ｂが設けられる第２内歯車３ｇとを含んでいる。
【００２５】
第１内歯車３ｆと第２内歯車３ｇとの歯数を異ならせてある。例えば、第２内歯車３ｇの歯数は、第１内歯車３ｆの歯数よりも多くなるように設定されている。
【００２６】
上述の減速歯車機構３の入力軸３ａと出力軸３ｂは、モータ１の回転軸線１ａ上に配設してある。出力軸３ｂは遊星歯車３ｄの公転中心３ｅに対応する位置に設けてあるとともに、回転カム部材４に連結してある。また、回転カム部材４の回転軸心４ｂと、駆動部材５の軸心５ａ２と、ダイヤフラム６の中心６ａとを、モータ５の回転軸線１ａ上に配設してある。
【００２７】
上述の回転カム部材４のカム溝４ａは、図５に示すようにサインカーブ状に形成され、例えば０°の位置がダイヤフラム６から離れる位置、９０°の位置がダイヤフラム６に近づく位置、１８０°の位置がダイヤフラム６から離れる位置、２７０°の位置がダイヤフラム６に近づく位置、３６０°の位置がダイヤフラム６から離れる位置となっている。このカム溝４ａの０°から９０°までの領域４Ｃがポンプ室１０に吸い込まれた空気を排出させる排出工程を実施させる領域であり、９０°から１８０°までの領域４ｄがポンプ室１０に空気を吸い込む吸込工程を実施させる領域であり、１８０°から２７０°までの領域４ｅが排出工程を実施させる領域であり、２７０°から３６０°までの領域４ｆが吸込工程を実施させる領域となっている。このように、回転カム部材４の１回転において、排出工程→吸込工程→排出工程→吸込工程の４つの工程が実施されるようになっている。
【００２８】
上述の駆動部材５は、揺動体５ａと、この揺動体５ａの径方向に貫通させた孔に挿通され、上述の回転カム部材４のカム溝４ａに係合するピン５ｂと、揺動体５ａの中心部に圧入され、ダイヤフラム６を揺動体５ａに係止させる係止体５ｃとから成っている。揺動体５ａの一方の端部５ａ１は、ダイヤフラム６の押圧が可能な弧面状に形成してある。ピン５ｂの頭部５ｂ１は、上述したケース２の長孔２ｃ内に配置してあり、この長孔２ｃの長手方向に移動可能になっている。
【００２９】
図２に示すように、ケース２の内壁面には、ダイヤフラム６を支持する円環状の支持部２ｄを形成してある。
【００３０】
上述の弁体取付部材９は、例えば円筒形状に形成され、ケース２内に圧入される。この圧入された弁体取付部材９によって、ダイヤフラム６が支持部２ｄに押さえ付けられるようになっている。この弁体取付部材９の吸込側には、ケース２の吸込口２ａの内部に形成した通路２ａ１に連通する通路９ａ，９ｂを設けてあり、排出側には、排出口２ｂの内部に形成した通路２ｂ１に連通する通路９ｃ，９ｄを設けてある。
【００３１】
上述の吸込弁体７は、弁体取付部材９の通路９ｂを開閉可能に設けてあり、排出弁体８は、弁体取付部材９の通路９ｄを開閉可能に設けてある。吸込弁体７と排出弁体８とは、弁体取付部材９の径方向に、互い違いに配置してある。
【００３２】
［本実施形態の動作］
図６は本実施形態の動作を示す図で、排出工程開始時の状態を示す図２に対応する断面拡大図、図７は本実施形態の動作を示す図で、吸込工程開始時の状態を示す図２に対応する断面拡大図である。
【００３３】
例えば、駆動部材５のピン５ｂが、回転カム部材４のカム溝４ａの図５に示す０°の位置にある図６に示す状態において、モータ１を駆動すると、入力軸３ａが回転し、この入力軸３ａと一体に太陽歯車３ｃが回転して、排出工程が開始される。この太陽歯車３ｃの回転により、遊星歯車３ｄのそれぞれが第１内歯車３ｆと第２内歯車３ｇに噛合した状態で、自転しながら太陽歯車３ｃの周りを公転する。
【００３４】
この遊星歯車３ｄの回転に伴って第２内歯車３ｇが回転する。この第２内歯車３ｇの回転と一体に出力軸３ｂが回転し、この出力軸３ｂと一体に回転カム部材４が回転する。
【００３５】
この回転カム部材４の回転に伴ってカム溝４ａに係合するピン５ｂが、カム溝４ａの図５に示す０°の位置から９０°の位置に向かって移動を始める。このカム溝４ａ上のピン５ｂの移動により、このピン５ｂの頭部５ｂ１がケース２の長孔２ｃ内をダイヤフラム６に近づく方向に移動する。
【００３６】
このピン２ｂの移動と一体に揺動体５ａ及び係止体５ｃが吸入弁体７に近づく方向に移動する。これらの揺動体５ａ及び係止体５ｃの移動によりダイヤフラム６が同図６に示す吸入弁体７に対して凹状に撓んだ状態から反転するように変形する。これによってポンプ室１０内の容積が小さくなり、ポンプ室１０内の空気が弁体取付部材９の通路９ｃ，９ｄを通って、排出弁体８を押し開き、同図６の矢印１１に示すように排出口２ｂの通路２ｂ１に導かれ、外部に排出される。この間、吸入弁体７は閉じられた状態に保たれる。
【００３７】
図７は、回転カム部材４が０°から９０°まで回転したときの状態を示している。この状態から引き続いて吸込工程が開始され、減速歯車機構３の出力軸３ｂを介して回転カム部材４が９０度から１８０°まで回転する間、カム溝４ａ上のピン５ｂの移動により、このピン５ｂの頭部５ｂ１がケース２の長孔２ｃ内をダイヤフラム６から離れる方向に移動する。
【００３８】
このピン５ｂの移動と一体に揺動体５ａ及び係止体５ｃが吸込弁体７から離れる方向に移動する。これらの揺動体５ａ及び係止体５ｃの移動によりダイヤフラム６が同図７に示す吸込弁体７に対して凸状に撓んだ状態から反転するように変形する。これによってポンプ室１０内の容積が大きくなる。この間、外部の空気が矢印１２に示すように、吸込口２ａの通路２ａ１から導入され、弁体取付部材９の通路９ａ，９ｂを介して吸込弁体７を押し開き、ポンプ室１０内に導かれる。
【００３９】
以下同様にして、回転カム部材４が１８０°から２７０°まで回転する間、排出工程が実施されて、ポンプ室１０内の空気が排出口２ｂから外部に排出され、回転カム部材４が２７０°から３６０°まで回転する間、吸込工程が実施されて外部の空気がポンプ室１０内に導かれる。すなわち、回転カム部材４が１回転する間に、駆動部材５が２往復し、空気の排出と吸い込みの組み合わせが２回実施される。
【００４０】
［本実施形態の効果］
このように構成した本実施形態によれば、減速歯車機構５を介してモータ１の回転力を回転カム部材４に伝達するようにしたことから、モータ１のトルクよりも大きなトルクで回転カム部材４を回転させ、この回転カム部材４に与えられる大きなトルクに相応する強い力で駆動部材５をモータ１の回転軸線１ａ方向に往復移動させることができる。これにより、駆動部材５の往復移動を介してダイヤフラム６を空気の吸排に適した所定の形状に確実に変形させることができる。すなわち、空気の吸排能力を向上させることができ、信頼性の高いポンプを実現できる。
【００４１】
また、ダイヤフラム６を変形させる駆動部材５は、図２に示すように、減速歯車機構３の入力軸３ａと出力軸３ｂ、回転カム部材４、ダイヤフラム６とともにモータ１の回転軸線１ａ上に位置し、しかもモータ１の回転軸線１ａ方向に移動するだけであって、モータ１の回転軸線１ａと直交する方向に変位することがないので、このモータ１の回転軸線１ａと直交する方向の寸法を小さくすることができる。これにより全体形状の小型化を実現できる。
【００４２】
また、減速歯車機構３が、太陽歯車３ｃ、遊星歯車３ｄ、入力軸３ａ、出力軸３ｂの他に、遊星歯車３ｄと噛合する第１内歯車３ｆ、この第１内歯車３ｆよりも歯数が多い第２内歯車３ｇを含むことから、減速比を大きくすることができ、大きなトルクで回転カム部材４を回転させ、ダイヤフラム６を空気の吸排に適した形状に確実に変形させることができ、吸排能力の向上に貢献する。
【００４３】
また、駆動部材５を構成する揺動体５の弧面状の端部５ａ１によってダイヤフラム６を確実に変形させ、このダイヤフラム６を空気の吸排に適した所定の形状にすることができる。このことも、吸排性能の向上に貢献する。
【００４４】
また、ケース２の内壁面にダイヤフラム６を支持する支持部２ｄを設けるとともに、ケース２内に弁体取付部材９を圧入して、この弁体取付部材９によってダイヤフラム６が支持部２ｄに押さえ付けられるようにしてあることから、弁体取付部材９を、ダイヤフラム６の取り付け支持のために有効に活用させることができ、安定した構造の確保と、部品数の節減とを同時に実現できる。
【００４５】
［別の実施形態］
上記実施形態は、減速歯車機構３が、第１内歯車３ｆと第２内歯車３ｇとを含む構成にしてあるが、本発明は、このように構成することには限られない。例えば減速歯車機構３を、太陽歯車３ｃと、遊星歯車３ｄとを含むものの、第１内歯車３ｆを備えない一般的な遊星歯車機構の構成にしてもよい。
【００４６】
このように構成したものでは、上述した実施形態に比べれば減速比が小さくなるものの、モータ１のトルクに比べてはるかに大きなトルクを介して駆動部材５を駆動させることができ、吸排性能の向上と、全体形状の小型化を実現させることができるとともに、特に、減速歯車機構３を小型にすることができ、製作費を安くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明に係るポンプの一実施形態を示す斜視図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面拡大図である。
【図３】図２のＢ−Ｂ断面図である。
【図４】図２のＣ−Ｃ断面図である。
【図５】本実施形態に備えられる回転カム部材に備えられるカム溝の展開図である。
【図６】本実施形態の動作を示す図で、排出工程開始時の状態を示す図２に対応する断面拡大図である。
【図７】本実施形態の動作を示す図で、吸入工程開始時の状態を示す図２に対応する断面拡大図である。
【符号の説明】
【００４８】
１    モータ
１ａ  回転軸線
２    ケース
２ｃ  長孔
２ｄ  支持部
３    減速歯車機構
３ａ  入力軸
３ｂ  出力軸
３ｃ  太陽歯車
３ｄ  遊星歯車
３ｅ  公転中心
３ｆ  第１内歯車
３ｇ  第２内歯車
４    回転カム部材
４ａ  カム溝
４ｂ  回転軸心
５    駆動部材
５ａ  揺動体
５ａ１  端部
５ａ２  軸心
５ｂ  ピン
５ｃ  係止体
６    ダイヤフラム
６ａ  中心
７    吸込弁体
８    排出弁体
９    弁体取付部材
１０  ポンプ室
【図１】
2007291910.tif 000003
【図２】
2007291910.tif 000004
【図３】
2007291910.tif 000005
【図４】
2007291910.tif 000006
【図５】
2007291910.tif 000007
【図６】
2007291910.tif 000008
【図７】
2007291910.tif 000009